低免疫原性
膠原作為醫用生物材料，最重要的特點在于其低免疫原性，與其它具有免疫原性的蛋白質相比，膠原蛋白的免疫原性非常低。人們甚至曾認為膠原不具有抗原性，研究表明：膠原具有低免疫原性，不含端肽時免疫原性尤其低。
膠原有三種類型的抗原分子：
第一類是膠原肽鏈非螺旋的端肽，在天然和變性膠原中均存在。由于2個不同種類的哺乳動物中間的膠原蛋白，其整個氨基酸序列變化不是很大，而且膠原蛋白的三螺旋區域有高度的進化穩定性，但在非螺旋的末端區域中有很大的變化性，在這區域中幾乎50%以上的氨基酸殘基表現出種屬性變化，大量的研究和生產都集中在如何完全去除端肽，只要去除端肽就認為是安全的。
第二類是膠原的三股螺旋的構象，僅存在于天然膠原分子中，即位于天然膠原蛋白的三螺旋結構中的抗原決定簇，會在分離和純化過程中暴露出來，尤其是含α1和α2單鏈暴露出的中央端情況下更為明顯。
第三類是α-鏈螺旋區的氨基酸順序，只出現在變性膠原中。
免疫學分析和研究結果表明，使用膠原加完全弗氏佐劑，能對膠原產生多克隆和單克隆抗體。由T細胞啟動的對膠原蛋白免疫反應的證據是，位于重要組織相容性（H-2）部位上ⅠA或ⅠB亞區的免疫反應基因已被鑒定。
膠原蛋白免疫原性的臨床評價通常是皮膚過敏性測試（細胞免疫指數，遲發性Ⅳ型反應）和由反應型抗體的存在（體液免疫指數）來確定的。實踐證明，在患者身上進行這兩種評價是合理的。
在治療前，用過敏劑量的植入性膠原對患者進行皮試，大約3%有潛在的反應，反復多次處理的患者，大約1%～2%會產生遲發性過敏性的臨床病狀。典型的癥狀包括局部水腫和紅斑反應，有的還伴有硬化和瘙癢，持續時間4～6個月，個別甚至可達1年以上。
相容性
生物相容性是指膠原與宿主細胞及組織之間良好的相互作用。膠原本身是構成細胞外基質的骨架，其三股螺旋結構及交聯所形成的纖維或網絡對細胞起到錨定和支持作用，并為細胞的增值生長提供適當的微環境。無論是在被吸收前作為新組織的骨架，還是被吸收同化進入宿主成為宿主的一部分，都與細胞周圍的基質有著良好的相互作用，表現出相互影響的協調性，并成為細胞與組織正常生理功能整體的一部分。比如海綿狀I型膠原蛋白與兔脂肪干細胞具有良好的體外生物相容性，能為組織工程種子細胞的生長提供適宜的三維空間，可作為脂肪組織工程種子細胞的載體材料。
可降解性
膠原能被特定的蛋白酶降解，即生物降解性。因膠原具有緊密牢固的螺旋結構，所以絕大多數蛋白酶只能切斷其側鏈，只有膠原酶、彈性蛋白酶等特定的蛋白酶在特定的條件下才能降解膠原蛋白，斷裂膠原肽鍵。膠原的肽鍵一旦斷裂，其螺旋結構隨即被破壞而徹底水解為小分子多肽或氨基酸，小分子物質可以進入血液循環系統，被機體重新利用或代謝排出。可生物降解性是膠原蛋白能作器官移植材料被利用的基礎。
凝血性
膠原具有止血性能，該性能的發揮通過兩方面實現，即促進血小板凝聚和血漿結塊。膠原可以與血小板通過粘合、聚集形成血栓起到止血作用。當血管壁的內皮細胞被剝離時，血管中的膠原纖維暴露于血液中，血液中的血小板立刻與膠原纖維吸附在一起，發生凝聚反應，生成纖維蛋白并形成血栓，進而血漿結塊阻止血流。膠原的天然結構膠原具有凝聚能力的基礎。膠原是參與創傷愈合的主要結構蛋白。止血活性依賴于膠原聚集體的大小和分子的天然結構，變性的膠原（明膠）誘導止血無效。研究表明，膠原蛋白能有效誘導血小板聚集，與二磷酸腺苷比較，膠原蛋白誘導不受初始劑量、濃度等因素的影響，表現迅速而徹底。